摘要：通信行业在这几年内得到了快速的发展，由此要求通信设备也应当及时进行改进与优化，传统运行中IDC机房一般运用不间断电源的使用方式进行供电，随着其在现网中的大范围使用，运行的工作效率比较低，容易出现故障问题，因此应当加大对通信机房技能技术的充分研究。
关键词：通信机房；高压直流供电；技术；节能；分析
引言：
为了提高IDC的供电效率，降低机房PUE值，减少转换层级，直接为服务器类的通信负载提供240V或336V直流电压的直流供电技术理论开始被一些发达国家应用和研究。
1.高压直流供电系统与UPS供电系统比较
1.1系统可靠性对比
UPS供电系统可通过UPS主机冗余方式大幅提高系统的可靠性，但整个UPS供电系统还是会存在单点故障点，如同步并机板等，高压直流供电系统采用直流模块化工作方式则不存在此问题。虽然UPS设备也可采用模块化备份，但交流不同于直流，不仅需要各模块输出交流幅值同步，还需要及时地均流控制和输出频率、电压、相位同步控制，而控制对象越多，系统可靠性更低。高压直流供电系统的后备电池与系统输出直接并联给负载供电，形成两路冗余供电，系统故障时可由电池直接为负载供电，可靠性高。而UPS的后备电池只是在前段并联给DC/DC供电，如果DC/DC发生故障，电池无法直接为负载供电，导致系统发生故障时存在负载直接断电的风险。
1.2后期维护及扩容可操作性对比
UPS系统扩容需考虑到电源的频率、电压、相序、相位、波形等较多参数，所以UPS在线扩容存在较大风险，并且需要专业人士进行操作。而直流电源系统扩容只需要关注电压，不需要考虑频率、相序、相位、波形等问题，由于采用模块化设计，模块支持热插拔，可直接扩容，一般电源维护人员都可操作，较为方便。
1.3能耗对比
UPS设备转换次数多、效率低，一般工频机单机满载效率在90%左右，部分高频机可达到95%，系统所带负载供电可靠性要求高时，系统需采用N+1或2N运行方式。这就使每台UPS负荷率很低，导致系统效率更低，一般都在90%以下。高压直流供电系统直接由交流转换为直流，减少了逆变过程，电源效率一般都可在95%以上，相比UPS供电系统系统效率更高、更节能。
2.通信机房高压直流供电技术的节能性研究
2.1目前通信机房后端设备的改造技术
在现网机房中运用高压直流供电技术要求充分分析出通信机房的后端设备，并在此基础上对其进行一定地改造。在目前的运行体系中多数后端设备中的内部电源采用的是功率因素补偿器、整流器等独立开关的电源模块，在供电过程中以此对外围中心、服务器、照明、计算中心与空调冷却设备提供电能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电源开关中的核心组成部分是交流-直流变换，
在设别使用中电源开关的前端位置中输入200-400V直流与交流220V供电设备，以此电源设备能够正常开展工作，目前运行方式中高压直流供电系统在现网设备的运行方式中具有不同的组成体系。在运用过程中包括电源内部改造为全波整流的设备，电源内部为半波整流的设备，具有输入频率检测的设备，具有启动过压保护的设备，交流变压器输入中的纯交流设备，在运用过程中应当对这些设备进行相应调整，最终达到良好的节能效果。
2.2将电源内部改造为全波整流的设备
目前通讯公司设备中的后端设备电源内部一般为全波整流，采用的连接方式是运用二极管的导通与关断设备，把现网联系中的交流电转变为直流电。如此在接入电源为高压直流电的情况下，不断电路设施中处于正极或者负极，都能够实现电路的导通。由此能够看到在通信设备的内部结构处于全波整流中200V交流现网设备的情况下，即使不对其进行改造，也能够实现直接运用高压直流进行供电。
2.3针对电源内部为半波整流的设备
目前在现网操作中能够看到，部分电源内部结构为半波整流中的后端设备，如果对其采用交流电供电方式，那么在交流正半波电路导通的情况下，能够在电路运行过程中实现半波整流。由此这类后端设备在对其进行改造处理过程中，可以直接运用高压直流供电方式，严格按照正极与负极的顺序接入其中，同时在正常接入状态下难以正常工作，同时在需要输入高压直流电源过程中应当将正极与负极进行互换，以此实现设备的正常工作。
2.4具有输入频率检测的设备
在现网交流供电设备启动过程中需要对设备的运行情况进行检测，检查设备的频率运行情况，要求其处于50-60Hz之间，选用高压直流供电方式中，应当有效使用直流脉冲发射器，同时有效模拟50Hz频率的脉冲波，同时在设备成功启动之后，将脉冲发射器断开。
2.5针对交流变压器输入中的纯交流设备
在机房通信运作过程中具有一些传统的交流设备，包括老式显示器、部分音响设备、老式的传统电源等，这采用的是交流变压器的输入方式，这些操作方式的运用难以与目前高压直流电的运行完成匹配，但是通过这种运行方式能够达到有效的逆变设备查询的作用，能够直接在高压直流母线上进行去电，将其转变成一种交流电，最终促进其工作的正常开展。由此能够看到目前现网通讯机房中的很多设备都能够满足高压直流供电系统的运行需要，能够将其直接进行运用，同时部分设备在使用过程中需要调高直流电输入过程中正极与负极，或者增加一些启动设备，此外还有一部分设备在使用过程中需要进行逆变设备的处理，最终促使高压直流供电系统使用过程中的安全性与有效性。
2.6节能功效分析
在通信机房操作过程中运用高压直流供电系统能够达到良好的供电效率，减少其使用过程中的热能，并降低空调负荷，具有良好的技能效用，与传统的UPS供电方式相比具有显著的节能效果，能够节省20%-30%的功效。采用高压直接系统达到节能功效主要是从促进后端效率提升与供电效率提升两个层面上而言的。运用高压直流供电系统方式能够减少UPS供电系统中产生的逆变环节，在逆变部分产生的功能消耗一般在5%左右，能够有效提升供电系统的运行效率。在后端设备中采用直流供电方式，能够有效减少设备使用过程中的功率因数补偿器与原有整流器的使用情况，在提升其使用效率的同时还能够有效减低线损。同时采用高压直流电供电系统的运行方式，采用的是模块化的操作方式，基于实际输出电流的大小情况对模块的实际运行情况进行灵活调控，使得整流器的模块运行能够一直处于较高的水平之中，最终达到80%之上。如果是采用UPS单机设计运行方式则只能够达到35%-53%的运行负载率。
总结：将高压直流供电技术运用于通信行业之中能够达到良好的电能节省目的，在现网运用中具有良好的经济可行性，但是其目前在我国经济的运行过程中的经验比较有限，尚未设置统一的高压直流供电系统标准，缺乏标准化的后端设备建设，应当对其进行有效改进与完善。
参考文献：
[1]田家柱,李岩,吴迪.航空高压直流供电系统多相整流控制技术研究[J].微电机,2018,51(02):45-50.
[2]叶江波.直流供电系统在LED照明上的应用[J].科学技术创新,2018(04):186-187.
[3]吴建军.数据中心高压直流UPS供电系统的应用探讨[J].自动化应用,2018(01):100-101.
[4]闫德生.高压直流336 V电源系统设计探讨[J].通信电源技术,2018,35(01):159-160.
[5]韩立峰.轨道交通控制系统采用直流高压供电方式的探讨[J].铁路通信信号工程技术,2017,14(06):71-73.
论文作者:李强
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/9/18
标签：设备论文; 供电系统论文; 高压论文; 方式论文; 过程中论文; 电源论文; 机房论文; 《防护工程》2019年第6期论文;